CN103383476B - 有针对性地影响棱边光学的光元件 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种用于情境照明的光元件(34),其中,光元件(34)具有配光平面(43)和主散射面(52),在主散射面(52)的面法线(53)和配光平面(43)的面法线(40)之间的角度(β)在10°至80°之间。此外,本发明涉及一种具有按照本发明的光元件(34)的装备物(10)和一种具有装备物(10)和/或按照本发明的光元件(34)的车辆。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于情境(ambient)照明的光元件,其中,光元件具有配光平面和主散射面,在主散射面的面法线和配光平面的面法线之间的角度在10°至80°之间,光元件具有第一宽侧/宽面(Breitseite)和第二宽侧,这两个宽侧基本上相互平行地设置。特别是,本发明涉及一种具有这种光元件的车辆装备物。此外,本发明涉及一种具有按照本发明的光元件和/或具有按照本发明的装备物的车辆。配光平面可以理解成一假想的面,该面居中地设置在光元件的两个外表面(宽侧)之间,其中,光元件的外表面适合于借助基本上为全反射的反射而在光元件的两个外表面之间引导可见光。尽管这是优选的,但两个外表面既不需要彼此平行地设置、也不需要是平的。
背景技术
DE 101 35 478 A1描述了一种具有导光部件、平的侧向限制面和出光面的光导体。出光面具有凹形弯曲的走向,该凹形弯曲的走向引起从光导体在出光面上输出的光束扩宽。
DE 199 36 982 A1描述了一种用于车辆的内部构件的横截面,该内部构件具有相对于内部构件的观察侧的表面倾斜定向的出光面。
DE 42 28 877 A1描述了一种能安装到车辆遮阳板中的化妆镜的横截面。光线从光源朝向相对于光导体的平面倾斜的出光面射出。
DE 10 2009 038 483 A1描述了一种成型元件,该成型元件包围光导体电缆。通过成型元件的预定区段的局部透明和局部不透光的构成,光亏损被限制到预定的区域上和/或其强度在不同的区段上不同地形成。
由DE 10 2009 027 792 A1已知一种用于环形地照亮或者从背面照射车辆内部装置如杯托或操纵元件的光导体。在该环形的光导体中,光分配在配光平面内进行。在光导体中分布的光在从光导体射出之前在一个或多个散射面上散射并且从光导体输出。散射面设置在光导体的一个位于径向外部的或者位于径向内部的面上。备选地建议,使光借助设置在环形光导体的“上部的”或“下部的”面中的散射面沿轴向方向输出。
利用该已知的光导体,不能将确定装备物如饮用杯托的空腔以所希望的方式均匀地并且无遮挡地照亮。沿径向方向的照射不是无遮挡的;并且利用沿径向方向的照射同样不能实现空腔的环形照亮。在饮用杯托底部上的环形照亮不是总是希望的,因为由此可看见与在日光情况下饮用杯托的外观不一致的结构,该结构的观感不一定与内部装备的设计目的相匹配。
发明内容
本发明的目的在于,提供一种光元件,利用该光元件能够实现均匀地照射装备物的空腔或者利用该光元件能够比利用已知光导体可能实现的情况更自由地设计装备物的照明。此外,本发明的目的在于,提供一种相应的装备物或相应的车辆。
按照本发明,所述目的在第一方面通过一种光元件来实现,其中,光元件由光导体构成,光导体具有配光平面和主散射面,光导体具有第一宽侧和第二宽侧,其中,这两个宽侧基本上相互平行地设置,其中,借助于全反射将耦入光导体的光沿着配光平面引导到两个宽侧以及借助于在第一宽侧的倒圆部上的全反射将光引导到主散射面,其中,所述主散射面形成了在光元件的第一宽侧的倒圆部与第二宽侧之间的倒角,其中,在主散射面的面法线与配光平面的面法线之间的角度在10°至80°之间,其中,所述第二宽侧具有用于散射和光输出的图案,该图案优选是浮雕。
按照本发明,在第一方面据此提供一种用于情境照明的光元件,其中,光元件具有配光平面和主散射面,在主散射面的面法线和配光平面的面法线之间的角度在10°至80°之间。光元件具有第一宽侧和第二宽侧。这两个宽侧基本上相互平行地设置。所述主散射面形成了在光元件的第一宽侧的倒圆部与第二宽侧之间的倒角。
按照本发明,在第一方面据此提供一种情境照明的光元件,其中,光元件具有配光平面和主散射面,在主散射面的面法线和配光平面的面法线之间的角度在10°至80°之间。光元件具有第一宽侧和第二宽侧。这两个宽侧基本上相互平行地设置。主散射面沿着第一宽侧的倒圆部延伸。该倒圆部的曲率半径至少如此大以致所述光元件具有如下特性:当可见光入射到光元件的配光平面中时,穿过光元件被一直引导到在倒圆部开始处的第一横截面的光线在光元件的第一横截面与光元件的第二横截面之间的路径上的泄漏光线损失不大于15%、优选不大于10%、特别是优选不大于5%,所述第二横截面位于主散射面紧前面、但是不包括主散射面的任何部分。
优选的是,光元件具有如下特性:当可见光入射到光元件的与主散射面相对的侧面中时,其中的经由主散射面离开光元件的光是入射光中经由光元件的其他外表面离开光元件的光的至少四倍(优选至少八倍)。
此外,按照本发明提供一种用于车辆的装备物,该装备物包括按照本发明的光导体元件。另外,通过本发明提供一种车辆,该车辆包括按照本发明的装备物和/或按照本发明的光元件。
通过选择在主散射面的面法线与配光平面的面法线之间的角度,利用所建议的光元件可以自由地确定主散射面的发射方向和发射强度并且可以几乎实现对装备物空腔的各种可想到的照明分布。特别是,借助主散射面的结构化(例如对于Fresnel透镜或微型透镜阵列)可以更精确地确定主散射面的出射方向,当主散射面的面法线指向光要射出的方向时。环形的主散射面可以一般地具有假想的截锥的截锥周面的形状。假想的截锥的纵向主轴线可以与光元件的配光平面的面法线一致。光元件也可以用作用于阅读灯、杂物箱灯或顶部照明装置(例如在承载室内或在行李厢内)的配光器。
一种优选的实施形式规定,光元件具有第一宽侧和第二宽侧,这两个宽侧基本上相互平行地设置。由此能以成本有利的方式制造一种光元件,该光元件能实现优化的导光。优选地,第一宽侧和/或第二宽侧是平面的。
优选地,主散射面沿着第一宽侧的倒圆部延伸,其中,主散射面对于可见光每单位面积所具有的散射作用至少是倒圆部对于可见光每单位面积所具有的散射作用的四倍。由此能将光以有效的方式(亦即以比较小的泄漏损失)引导至主散射面,而在此在散射元件的区域内基本上不改变光元件的外观,而例如在镜面反射时会改变光元件的外观。
特别优选的是,倒圆部的曲率半径至少如此大以致所述光元件具有如下特性:当可见光入射到光元件的配光平面中时,穿过光元件被一直引导到在倒圆部开始处的第一横截面的光线在光元件的第一横截面直到光元件的第二横截面之间的路径上的泄漏光线损失不大于15%、优选不大于10%、特别是优选不大于5%,所述第二横截面位于主散射面紧前面、但是不包括主散射面的任何部分。由此,耦入到光导体中的光的主要部分被提供给从主散射面输出以用于照明目的。
根据应用情况适宜的是,在所述面法线之间的角度大于15°、优选大于30°或者大于45°、特别是优选大于60°。借助在所述面法线之间的大于10°的角度,输出的光可以从光元件倾斜地射出以便照亮更远地远离于光元件设置的装备部件。
也可能适宜的是,在所述面法线之间的角度小于70°、优选小于55°或者小于40°、特别是优选小于25°。借助在所述面法线之间的、不过大的角度,输出的光可以从光元件输出到装备部件的较深部分中。
第二宽侧可以具有用于光输出的图案或浮雕。由此利用仅一个光输入部位不仅可以实现无遮挡地照亮内部装备面,而且可以为车辆内部装置、特别是为存放部实现找到照明。
浮雕可以包括一个或多个凹槽,所述凹槽横向于、平行于或者垂直于主散射面的纵向延伸方向延伸。凹槽由于其对比足够的结构提供了一种成本有利的可能方案用以利用小的散射面部分创造可良好觉察的情境照亮。
附图说明
现在根据附图更详细地阐述本发明,附图示出按照本发明的接触装置的示意性构造。在这里:
图1示意性示出设置在车辆的副仪表板/中心托架中的、带有按照本发明的光元件的饮用杯托的非按比例的透视性俯视图;
图2示意性示出饮用杯托的非按比例的正剖面,和
图3示意性示出沿着另一剖切平面的剖面的非按比例的细节视图。
具体实施方式
在图1中示出的饮用杯托(Cup-Holder)10在车辆的中控台12中设置在操作元件14旁边。饮用杯托10包括一盖件16,该盖件能部分地翻转打开并能部分地下沉。盖件16在图中以下沉的位置示出。饮用杯托10包括一带有哑铃形基本轮廓的容纳部18(下沉部)。容纳部18包括两个存放部21、22用于放置各一个(在图中没有示出的)饮用杯。这两个存放部21、22中的每个存放部在其内周24上具有三个带有各一个(在图中没有示出的)压紧弹簧的保持夹26。保持夹26的翻开位置可以借助其压紧弹簧匹配于不同直径的放置的饮用杯(例如匹配于便携式咖啡纸杯)。由此避免饮用杯由于车辆运动而翻转和/或滑动。两个存放部21、22所共用的容纳部18上边缘28由一光元件34的缺口32的边缘30覆盖,该光元件为饮用杯托10形成端板。
在图2中简示的饮用杯托10的剖面沿着在图1中示出的剖切平面A-A延伸。该剖面穿过板形的光元件34和容纳部18延伸。经由光元件34的一个或者多个窄侧/窄面把借助一个或多个光源36(发出的)可见光38耦入到光元件34中。为了得到光38的尽可能均匀的耦入,可以设有一光导体36,该光导体(优选环绕地)设置在光元件34的外周上。光导体36非强制性地、但一般都是基本上是线形的。
光元件34由一种导光的塑料、优选由聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)制成。附加地或者替代地,可见光38也可以经由光元件34的(在图中没有示出的)空隙的内壁面入射到光元件34中。
在光元件34的下侧42(第二宽侧)上沿纵向方向制出/铣出凹槽44,这些凹槽的宽度为0.5~1mm。在光元件34中被引导的光38在凹槽44上散射。因此一部分光38获得一扩展方向/传播方向,在该扩展方向中不再给出全反射,从而这部分光38在光元件34的上侧41离开该光元件。由此,凹槽44和因而还有光元件34即使在黑暗中也是能被觉察到的。如图3所示,凹槽44也可以沿光扩展方向取向。
利用在光元件34的下侧42中的使光散射的结构44,饮用杯托10对车辆内室45中的情境照明(环境光)做出贡献。除了成本有利的可制造性之外,凹槽44具有如下优点,即这些凹槽使有限量的为情境照明提供的光38集中于光元件34的整个面的一小部分上(也就是说集中于端板34的一小部分上)。通过使入射到光元件34中的光38的散射集中于几个窄的散射面44上,即使在光量小的情况下也实现端板34的优化的可觉察性。由于在光元件34的使光散射的结构44和位于其间的两侧抛光的全反射面46之间的强烈的光对比,情境照明清洁地并且养护地起作用。因为通过与使光散射的结构44的强烈对比,泄漏光48的引人注意性和/或可觉察性强烈降低,该泄漏光从光元件34的上侧41在抛光的面46上射出。代替或者附加于凹槽44,也可以在光元件34的下侧中加工出其它的结构(例如标志)。
如图3的对于沿着在图1中示出的剖切平面B-B(没有容纳部18)的剖面的细节剖视图详细示出的,光元件34在背离容纳部18上边缘28的一侧41上具有一抛光的、凸形弯曲的倒圆部50。倒圆部50并非是镜面反射(verspiegeln)的并且具有曲率半径R,该曲率半径足够大以便入射到光元件34中的可见光38在倒圆部50上基本不中断,而是在那里借助全反射被继续引导至主散射面52。由此实现了:已从侧面入射到光元件34中的可见光38的泄漏光线损失48在倒圆部50的区域内小于6%、优选不大于5%。也就是说,当可见光入射到光元件的配光平面中时,穿过光元件被一直引导到在倒圆部开始处的第一横截面61的光线在光元件的第一横截面61直到光元件的第二横截面62之间的路径上的泄漏光线损失特别是优选不大于5%。耦入到光元件34中的全部光38的例如5%由于不完全的全反射作为泄漏光48在不与散射面44、52之一进行预先的交互作用的情况下从光元件34输出。
在日光情况下观察光元件34时凹槽44也是可见的,在运行中的情境照明下即使在车辆内室45黑暗时凹槽44也是可见的。由于凹槽44穿过光元件34的上侧41是可见的并且凹槽44设置在光元件34的下侧42上,所以光元件34在视觉上获得了具有结构上新颖的观感的空间深度。
在缺口32的边缘上,在倒圆部50与光元件34的下侧42之间设置有一主散射面52。主散射面52在倒圆部50与光元件34的下侧42之间形成一倒角。从光元件34的缺口32的边缘30观察,主散射面52倾斜向下定向。在光元件34的主散射面52的面法线53与上侧41的面法线40之间的角度β在10°至80°之间、例如为45°。用于单个存放部21、22的主散射面52因而基本上具有假想的截锥周面的形状,该截锥的高度为十分之几至几十毫米。在图1的实施例中,由于在两个存放部21、22之间的连接区域23,在8~30毫米的周向长度上从截锥的周面空出一区段。
通常,角度β可以关于假想的配光平面43的面法线40来定义,该配光面居中地设置在光元件34的两个外表面41、42(宽侧)之间,其中,光元件34的外表面41、42适合于借助主要的全反射在光元件34的两个外表面41、42之间引导可见光38。
主散射面52借助粗糙化(anfrauen)或打毛,例如借助以适当的磨削手段进行磨削或借助腐蚀手段,一体成型在缺口边缘30上。由此实现容纳部18的内部被照亮,而为此不需要附加的照明器件。
通过所描述的措施实现了:照明装置可以构造成无遮挡的并且用于饮用杯的存放位置21、22以及其框架(该框架通过带有其空隙32的盖板34形成)即使在车辆内室45黑暗时也能容易地被找到。不仅无遮挡性、而且存放位置(亦即存放部21、22)的容易的可找到性都对交通安全性有贡献。
Claims (17)
1.一种用于情境照明的光元件(34),其中,光元件由光导体构成,光导体具有配光平面(43)和主散射面(52),光导体具有第一宽侧(41)和第二宽侧(42),其中,这两个宽侧(41、42)相互平行地设置,其中,借助于全反射将耦入光导体的光沿着配光平面(43)引导到两个宽侧以及借助于在第一宽侧(41)的倒圆部(50)上的全反射将光引导到主散射面(52),其特征在于,所述主散射面(52)形成了在光元件(34)的第一宽侧(41)的倒圆部(50)与第二宽侧(42)之间的倒角,其中,在主散射面(52)的面法线(53)与配光平面(43)的面法线(40)之间的角度(β)在10°至80°之间,其中,所述第二宽侧(42)具有用于散射和光输出的图案。
2.根据权利要求1所述的光元件(34),其特征在于,所述图案是浮雕(44)。
3.根据权利要求1所述的光元件(34),其中,主散射面(52)沿着第一宽侧(41)的倒圆部(50)延伸,其特征在于,所述倒圆部(50)的曲率半径(R)至少如此大以致所述光元件(34)具有如下特性:当可见光(38)入射到光元件(34)的配光平面(43)中时,穿过光元件(34)被一直引导到在倒圆部(50)开始处的第一横截面(61)的光线在光元件(34)的第一横截面(61)与光元件(34)的第二横截面(62)之间的路径上的泄漏光线损失(48)不大于15%,所述第二横截面位于主散射面(52)紧前面、但是不包括主散射面(52)的任何部分。
4.根据权利要求3所述的光元件(34),其特征在于,所述泄漏光线损失(48)不大于10%。
5.根据权利要求3所述的光元件(34),其特征在于,所述泄漏光线损失(48)不大于5%。
6.根据权利要求1至3之一所述的光元件(34),其特征在于,所述主散射面(52)沿着第一宽侧(41)的倒圆部(50)延伸,其中,主散射 面(52)对于可见光(38)每单位面积所具有的散射作用至少是倒圆部(50)对于可见光(38)每单位面积所具有的散射作用的四倍。
7.根据权利要求1至3之一所述的光元件(34),其特征在于,在所述面法线(40、53)之间的角度(β)大于15°。
8.根据权利要求7所述的光元件(34),其特征在于,在所述面法线(40、53)之间的角度(β)大于30°。
9.根据权利要求7所述的光元件(34),其特征在于,在所述面法线(40、53)之间的角度(β)大于45°。
10.根据权利要求7所述的光元件(34),其特征在于,在所述面法线(40、53)之间的角度(β)大于60°。
11.根据权利要求1至3之一所述的光元件(34),其特征在于,在所述面法线(40、53)之间的角度(β)小于70°。
12.根据权利要求11所述的光元件(34),其特征在于,在所述面法线(40、53)之间的角度(β)小于55°。
13.根据权利要求11所述的光元件(34),其特征在于,在所述面法线(40、53)之间的角度(β)小于40°。
14.根据权利要求11所述的光元件(34),其特征在于,在所述面法线(40、53)之间的角度(β)小于25°。
15.根据权利要求2所述的光元件(34),其特征在于,所述浮雕(44)包括一个或多个凹槽,所述凹槽横向于、平行于或者垂直于主散射面(52)的纵向延伸方向延伸。
16.一种用于车辆的装备物(10),其特征在于根据权利要求1至15之一所述的光元件(34)。
17.一种车辆,其特征在于具有根据权利要求16所述的装备物(10)。
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